Új energetikai járművek töltőmodul ipari fejlesztési lehetőség trendje

1. A töltőmodul ipar fejlődésének áttekintése

A töltőmodulok képezik az új energiájú járművek egyenáramú töltőcölöpöinek magját. Ahogy az új energetikai járművek elterjedtsége és tulajdonlása Kínában folyamatosan növekszik, növekszik a töltőcölöpök iránti kereslet. Az új energiájú járművek töltése AC lassú töltésre és DC gyorstöltésre oszlik. Az egyenáramú gyorstöltés nagyfeszültségű, nagy teljesítményű és gyorstöltési jellemzőkkel rendelkezik. Ahogy a piac a töltési hatékonyságra törekszik, az egyenáramú gyorstöltő cölöpök és töltőmodulok piaci skálája folyamatosan bővül. .

2. Az ev töltőmodul iparág műszaki színvonala és jellemzői

Az új energiajármű-töltőhalom ev töltőmodul-ipar jelenleg olyan műszaki jellemzőkkel rendelkezik, mint az egymodulos nagy teljesítmény, nagy frekvencia, miniatürizálás, magas konverziós hatékonyság és széles feszültségtartomány.

Ami az egymodulos teljesítményt illeti, az új energiatöltő cölöpös töltőmodulok iparága 2014-ben 7,5 kW-os, 2015-ben 20 A és 15 kW állandó áramerősségű, 2016-ban pedig 25 A és 15 kW állandó teljesítményű termékfejlesztést tapasztalt. 20 kW és 30 kW. Egymodulos megoldások és átalakítás 40 kW-os új energiatöltő cölöp tápegység egymodulos megoldásokra. A nagy teljesítményű töltőmodulok piacfejlesztési trendté váltak a jövőben.

A kimeneti feszültség tekintetében az Államhálózat kiadta az „Villamosjármű-töltőberendezés-szállítók minősítési és alkalmassági igazolási előírásai” 2017. évi változatát, amely szerint az egyenáramú töltők kimenőfeszültség-tartománya 200-750 V, az állandó tápfeszültség pedig legalább 400-500V és 600-750V tartományban. Ezért az összes modulgyártó általában 200-750 V-os modulokat tervez, és megfelel az állandó teljesítményigényeknek. Az elektromos járművek hatótávolságának növekedésével és az új energiahordozók felhasználóinak a töltési idő csökkentése iránti keresletével az ipar egy 800 V-os szupergyors töltési architektúrát javasolt, és néhány vállalat megvalósította az egyenáramú töltőcsöves töltőmodulok széles választékát. kimeneti feszültség tartomány 200-1000V. .

A töltőmodulok nagyfrekvenciás és miniatürizálását tekintve az új energiatöltő cölöpös tápegységek egygépes moduljainak teljesítménye nőtt, de mennyisége arányosan nem bővíthető. Ezért a kapcsolási frekvencia növelése és a mágneses alkatrészek integrálása a teljesítménysűrűség növelésének fontos eszközévé vált.

Ami a töltőmodulok hatékonyságát illeti, az új energiatöltő cölöpös töltőmodul iparban tevékenykedő nagyvállalatok maximális hatékonysága általában 95–96%. A jövőben az elektronikai alkatrészek, például a harmadik generációs tápegységek fejlesztésével és a 800 V-os vagy még magasabb elektromos járművek népszerűsítésével, a nagyfeszültségű platformmal az ipar várhatóan 98%-ot meghaladó csúcshatékonyságú termékeket vezet be. .

A töltőmodulok teljesítménysűrűségének növekedésével ez nagyobb hőelvezetési problémákat is okoz. A töltőmodulok hőelvezetését tekintve az iparban a jelenlegi fő hőleadási módszer a léghűtés, és vannak olyan módszerek is, mint a zárt hideglégcsatorna és a vízhűtés. A léghűtés előnye az alacsony költség és az egyszerű szerkezet. A hőleadási nyomás tovább növekszik azonban a léghűtés korlátozott hőleadó képességének és a magas zajszintnek a hátrányai még jobban nyilvánvalóvá válnak. Kiemelt megoldássá vált a töltőmodul és a pisztolyvezeték folyadékhűtéssel történő felszerelése. műszaki irány.

3. A technológiai fejlődés felgyorsítja az új energiaipari térhódítás fejlődési lehetőségeit

Az elmúlt években az új energiaipari technológia tovább fejlődött és áttörést ért el, és a penetráció növekedése elősegítette az upstream töltőmodulok iparának folyamatos fejlődését. Az akkumulátor energiasűrűségének jelentős növekedése megoldotta az új energetikai járművek elégtelen utazótávolságának problémáját, a nagy teljesítményű töltőmodulok alkalmazása pedig nagymértékben lerövidítette a töltési időt, így felgyorsult az új energetikai járművek behatolása és az alátámasztó töltőcölöpök kialakítása. . A jövőben az olyan technológiák integrálása és elmélyülése, mint az optikai tároló- és töltésintegráció, valamint a V2G járműhálózat integrációja várhatóan tovább gyorsítja az új energiaágazatok térnyerését és a fogyasztás népszerűsítését.

4. Iparági versenykörnyezet: A töltőmodulok iparága teljes mértékben versenyképes, a termékpiac pedig nagy.

A töltőmodul az egyenáramú töltőcölöpök központi eleme. Az új energetikai járművek elterjedtségének növekedésével világszerte a fogyasztók egyre jobban aggódnak a töltési hatótávolság és a töltés kényelme miatt. Az egyenáramú gyorstöltő töltőcölöpök iránti piaci kereslet robbanásszerűen megnőtt, a hazai töltőcölöpök üzemeltetési piaca pedig 2008-tól kezdve. Gyorsan megjelent számos társadalmi tőke üzemeltetője, amelyek mind töltőcölöp-berendezéseket gyártó, mind üzemeltetési képességekkel rendelkeznek. A hazai töltőmodul-gyártók tovább bővítették gyártási és értékesítési skálájukat tartó töltőcölöpök építésére, és átfogó versenyképességük tovább erősödött. .

Jelenleg az évekig tartó termékiteráció és a töltőmodulok fejlesztése után elegendő az iparági verseny. A mainstream termékek a nagyfeszültség és a nagy teljesítménysűrűség irányába fejlődnek, a termékpiac pedig nagy. Az iparban tevékenykedő vállalkozások elsősorban a terméktopológia, a vezérlési algoritmusok, a hardver- és termelési rendszerek optimalizálásával stb.

5. Az ev töltőmodulok fejlesztési irányai

Mivel a töltőmodulok hatalmas piaci keresletet jelentenek, a technológia folyamatosan fejlődik a nagy teljesítménysűrűség, a széles feszültségtartomány és a magas konverziós hatékonyság felé.

1) A politika által vezérelt váltás a keresletvezérelt felé

Az új energetikai járművek fejlesztésének támogatása és előmozdítása érdekében a töltőcölöpök építését a korai szakaszban főként a kormány irányította, és szakpolitikai támogatással fokozatosan egy endogén vezetési modell felé terelte az ipar fejlődését. 2021 óta az új energetikai járművek rohamos fejlődése óriási követelményeket támaszt a tartóberendezések és a töltőcölöpök építésével szemben. A töltőcölöpök iparága befejezi az átalakulást a politikavezéreltből a keresletvezéreltté.

Az új energetikai járművek számának növekedésével szemben a töltőcölöpök elrendezésének sűrűségének növelése mellett a töltési időt tovább kell rövidíteni. Az egyenáramú töltőcölöpök gyorsabb töltési sebességgel és rövidebb töltési idővel rendelkeznek, amelyek jobban megfelelnek az elektromos járművek használóinak ideiglenes és vészhelyzeti töltési igényeinek, és hatékonyan oldják meg az elektromos járművek hatótávolságának és töltési szorongásának problémáit. Ezért az elmúlt években az újonnan épített töltőcölöpökben, különösen a nyilvános töltőcölöpökben az egyenáramú gyorstöltés piaci skálája gyorsan nőtt, és Kína számos központi városában általános trendjévé vált.

Összefoglalva, egyrészt az új energetikai járművek számának folyamatos növekedésével a töltőcölöpök tartószerkezetét folyamatosan fejleszteni kell. Másrészt az elektromos járművek felhasználói általában egyenáramú gyorstöltést követnek. Az egyenáramú töltőcölöpök fő irányzattá váltak, és a töltőmodulok is megjelentek a keresletben. A fejlődés olyan szakasza, amelyben a vonzás a fő hajtóerő.

(2) Nagy teljesítménysűrűség, széles feszültségtartomány, nagy konverziós hatékonyság

Az úgynevezett gyorstöltés nagy töltési teljesítményt jelent. Ezért a gyorstöltés iránti növekvő kereslet mellett a töltőmodulok tovább fejlődnek a nagy teljesítmény irányába. A töltőhalom nagy teljesítménye kétféleképpen érhető el. Az egyik az, hogy több töltőmodult kapcsolunk párhuzamosan a teljesítmény szuperpozíció elérése érdekében; a másik a töltőmodul egyszeri teljesítményének növelése. A teljesítménysűrűség növelésével, a helycsökkentéssel és az elektromos architektúra összetettségének csökkentésével kapcsolatos műszaki igények alapján egyetlen töltőmodul teljesítményének növelése hosszú távú fejlesztési trend. hazám töltőmoduljai három generációs fejlesztésen mentek keresztül, az első generációtól a 7,5 kW-tól a második generációig, a 15/20 kW-ig, és jelenleg a második generációról a harmadik generációs 30/40 kW-osra való átállás időszakában tartanak. A nagy teljesítményű töltőmodulok a piac fő áramvonalává váltak. Ugyanakkor a miniatürizálás tervezési elve alapján a töltőmodulok teljesítménysűrűsége is nőtt a teljesítményszint növekedésével egyidejűleg.

A magasabb teljesítményszintű egyenáramú gyorstöltés elérésének két módja van: a feszültség növelése és az áramerősség növelése. A nagyáramú töltési megoldást először a Tesla alkalmazta. Előnye, hogy az alkatrészek optimalizálásának költsége alacsonyabb, de a nagy áramerősség nagyobb hőveszteséget és magas hőelvezetési követelményeket hoz, a vastagabb vezetékek pedig csökkentik a kényelmet és kisebb mértékben elősegítik. A nagyfeszültségű megoldás a töltőmodul maximális üzemi feszültségének növelése. Jelenleg az autógyártók által gyakran használt modell. Figyelembe tudja venni az energiafogyasztás csökkentése, az akkumulátor élettartamának javítása, a súlycsökkentés és a helytakarékosság előnyeit. A nagyfeszültségű megoldáshoz az elektromos járműveket nagyfeszültségű platformmal kell felszerelni a gyorstöltési alkalmazások támogatására. Jelenleg az autógyártók által általánosan használt gyorstöltési megoldás a 400 V-os nagyfeszültségű platform. A 800V-os feszültségplatform kutatásával és alkalmazásával a töltőmodul feszültségszintje tovább javul.

Az átalakítási hatékonyság javítása olyan technikai mutató, amelyet a töltőmodulok mindig követnek. Az átalakítási hatékonyság javulása nagyobb töltési hatékonyságot és kisebb veszteséget jelent. Jelenleg a töltőmodulok maximális hatékonysága általában 95-96%. A jövőben az olyan elektronikai alkatrészek fejlesztésével, mint a harmadik generációs tápegységek, és a töltőmodulok kimeneti feszültsége 800 V vagy akár 1000 V felé tolva tovább javul az átalakítási hatékonyság.

(3) Az ev töltőmodulok értéke nő

A töltőmodul az egyenáramú töltőhalom központi eleme, amely a töltőhalom hardverköltségének körülbelül 50%-át teszi ki. A töltési hatékonyság javulása a jövőben elsősorban a töltőmodulok teljesítményének javításán múlik. Egyrészt több párhuzamosan csatlakoztatott töltőmodul közvetlenül növeli a töltőmodul értékét; másrészt az egyetlen töltőmodul teljesítményszintjének és teljesítménysűrűségének javítása a hardver áramkörök és a vezérlőszoftver optimalizált kialakításától, valamint a kulcsfontosságú alkatrészek technológiájától függ. Áttörések, ezek kulcsfontosságú technológiák a teljes töltőhalom teljesítményének növelésében, ami tovább növeli a töltőmodul értékét.

6. Műszaki akadályok az elektromos töltőmodulok iparában

Az áramellátás-technológia egy interdiszciplináris tárgy, amely integrálja az áramköri topológia technológiát, a digitális technológiát, a mágneses technológiát, az alkatrésztechnológiát, a félvezető technológiát és a hőtervezési technológiát. Ez egy technológia-intenzív iparág. Az egyenáramú töltőhalom szíveként a töltőmodul közvetlenül meghatározza a töltés hatékonyságát, működési stabilitását, biztonságát és megbízhatóságát, fontossága és értéke pedig kiemelkedő. Egy termék jelentős erőforrás- és szakember-befektetést igényel a technológiai kutatástól és fejlesztéstől a terminálalkalmazásig. Az elektronikus alkatrészek és elrendezés kiválasztása, a szoftveralgoritmus frissítése és iterációja, az alkalmazási forgatókönyvek pontos megértése, valamint a kiforrott minőség-ellenőrzési és tesztelési platform képességei mind hatással vannak a termék minőségére és stabilitására. Az iparba újonnan belépők számára nehéz rövid időn belül felhalmozni a különféle technológiai, személyi és alkalmazási szcenárió-adatokat, és magas technikai akadályok is vannak.